Auf derjenigen Seite der Erde, die der Sonne zugewandt ist, herrscht Tag, während auf der abgewandten Seite Nacht herrscht. Innerhalb von 24 Stunden dreht sich die Erde einmal um ihre eigene Achse, sodass die Sonne wieder am selben Ort am Himmel erscheint. Diesen Zyklus nennt man (Sonnen-) Tag.
Die Drehachse der Erde ist gegenüber einer Linie, die auf der Bahnebene um die Sonne senkrecht steht, um 23,4° geneigt. Daher ist während bestimmter Abschnitte der Bewegung der Erde um die Sonne die nördliche oder südliche Erdhalbkugel der Sonne etwas zugeneigt, während die andere Halbkugel etwas von ihr abgewandt ist. Auf der zugewandten Seite herrscht Sommer, da das Sonnenlicht dort in steilerem Winkel auf die Erdoberfläche trifft. Umgekehrt herrscht auf der abgewandten Hemisphäre Winter, da das Sonnenlicht dort in flacherem Winkel auf den Erdboden trifft und sich somit über eine größere Fläche verteilt. Gleichzeitig befindet sich die Sonne an einem Sommertag länger über dem Horizont als an einem Wintertag. In diesem Sinne sind die Tage im Sommer länger als im Winter.
Während der Mond die Erde umrundet, verändert sich seine Position relativ zur Sonne und zur Erde. Dabei ändert sich auch, welche Regionen der Mondoberfläche von der Sonne beschienen werden. So entstehen die unterschiedlichen Mondphasen, die wir von der Erde aus beobachten: Neumond, zunehmender Mond, Vollmond, abnehmender Mond, insgesamt 29,53 Tage von einem Vollmond zum nächsten. Während die Mondphase zu einer gegebenen Zeit von jedem Ort der Erde aus (annähernd) gleich aussieht, ändert sich die Orientierung der Mondsichel in Abhängigkeit von der geografischen Breite. Zu ein und derselben Zeit kann der Mond etwa von einem Standort aus als nach links geöffnete, von einem anderen als nach rechts geöffnete Sichel erscheinen.
Bei den seltenen Gelegenheiten, zu denen der Mond genau zwischen Erde und Sonne hindurchzieht, schattet er das Licht der Sonne ab, wirft seinen Schatten auf die Erde und erscheint damit einigen irdischen Beobachtern als schwarze Silhouette. Das ist eine Sonnenfinsternis. Manchmal steht andererseits die Erde zwischen Sonne und Mond. Dann wirft die Erde ihren Schatten auf den Mond. Das ist eine Mondfinsternis. Ist die Sonne komplett vom Mond verdeckt, oder der Mond komplett im Erdschatten, heißt die betreffende Finsternis total, andernfalls heißt sie partiell. Eine Mondfinsternis kann nur bei Vollmond entstehen und ist somit nur nachts beobachtbar. Eine Sonnenfinsternis kann nur bei Neumond stattfinden und ist daher nur am Tage sichtbar. An jedem gegebenen Ort der Erde ist es wahrscheinlicher, eine Mondfinsternis zu beobachten als eine Sonnenfinsternis. Mondfinsternisse dauern außerdem länger als Sonnenfinsternisse.
Der Mond und in geringerem Maße die Sonne verursachen die Gezeiten auf der Erde: Ebbe und Flut. Die Erde und insbesondere ihre Ozeane beulen sowohl etwas zum Mond hin als auch zur Sonne hin aus – auch auf der dem Mond jeweils gegenüberliegenden Seite. Während sich die Erde dreht, erreichen diese Ausbeulungen die Küsten und das Wasser steigt dort an. Befinden sich Sonne, Erde und Mond ungefähr auf einer Linie (bei Vollmond oder Neumond), so entstehen die höheren Springtiden. Wenn andererseits Sonne und Mond von der Erde aus gesehen im rechten Winkel zueinander stehen, also wenn sich der Mond im ersten oder letzten Viertel befindet, entstehen die schwächeren Nipptiden.
Die Sonne ist die Hauptenergiequelle für die meisten Lebensformen auf der Erde. Bei Pflanzen läuft mit Hilfe des Sonnenlichts die Fotosynthese ab, die ihr Wachstum und die Produktion molekularen Sauerstoffs ermöglicht. Diesen Sauerstoff atmen dann wiederum Tiere und Menschen. Vom Massen-Aussterben der Dinosaurier und vieler weiterer damaliger Spezies wird angenommen, dass es durch einen Asteroiden ausgelöst wurde, der mit der Erde kollidierte. Die daraus resultierende Explosion transportierte gewaltige Mengen an Staub in die Atmosphäre, die das Sonnenlicht schluckten und zu einem extrem langen Winter führten. Auch unsere eigene körperliche und geistige Gesundheit wird durch Sonnenlicht beeinflusst. Fällt Sonnenlicht auf unsere Haut, dann produziert sie Vitamin D, einen Stoff, der in verschiedenen biochemischen Abläufen unseres Körpers eine wichtige Rolle spielt. Einige medizinische Studien zeigen einen Zusammenhang zwischen Depressionen und einem Mangel an Sonnenlicht.
Bei starken Sonneneruptionen fliegen geladene Teilchen (vor allem Elektronen und Protonen) von der Sonne aus in Richtung der 150 Millionen Kilometer entfernten Erde. Einige dieser Teilchen bewegen sich entlang der Magnetfeldlinien in Richtung der magnetischen Pole der Erde und wechselwirken dabei mit Teilchen in der Erdatmosphäre. Die schnellsten der Teilchen benötigen von der Sonne zur Erde nur rund eine halbe Stunde, die langsamsten rund fünf Tage. Gelegentlich stören diese Teilchenstürme das Magnetfeld der Erde und beschädigen damit Satelliten oder Stromversorgungsnetze. Häufig treten die Teilchen mit dem Sauerstoff und dem Stickstoff in der Erdatmosphäre in Wechselwirkung. Dann entstehen Polarlichter – herrliche Lichterscheinungen, die den Nachthimmel in der Nähe der Polarregionen erhellen. Auf der Nordhalbkugel bezeichnet man sie als Nordlichter, auf der Südhalbkugel als Südlichter.
Analysewerkzeuge und Methoden zur Untersuchung astronomischer Daten werden heute in der Industrie, Medizin und auch im Alltag eingesetzt. Sensoren, die ursprünglich für die astronomische Forschung entwickelt wurden, finden sich heute in Digitalkameras wie jenen in unseren Mobiltelefonen. Spezielle Glassorten für astronomische Teleskope werden bei der Herstellung von Flachbildschirmen und Computerchips sowie als Material für Glaskeramik-Kochfelder benutzt. Der Know-how-Transfer von der Astronomie zur Medizin hat unter anderem zur Entwicklung der Magnetresonanztomografie (MRT) und Computertomografie (CT) geführt.
